ระบบการส่งโทรทัศน์

ระบบการส่งโทรทัศน์

รูปการส่งสัญญาณโทรทัศน์

1.  การส่งรายการทางสถานีโทรทัศน์เพื่อการค้า (Broadcasting  by Commercial  Stations) การส่งรายการทางสถานีโทรทัศน์เพื่อการค้า หรือโทรทัศน์ประเภทสาธารณะรับได้โดยตรง (Free TV) สำหรับประเทศไทยขณะนี้ไม่มีการส่งรายการโทรทัศน์การสอนทางสถานีโทรทัศน์เพื่อการค้าที่แพร่สัญญาณในวงกว้าง  จะมีเพียงรายการโทรทัศน์การศึกษา เช่น รายการสนุกกับไอที รายการท่องไปในโลกกว้าง  ฯลฯ

                                     รูปที่ 1 รายการโทรทัศน์เพื่อการศึกษาสำหรับเด็ก                                               

2.  การส่งรายการทางสถานีโทรทัศน์ที่มิใช่เพื่อการค้า (Broadcasting by Non-Commercial  Stations) เป็นสถานีโทรทัศน์ที่เสนอรายการเพื่อสาธารณประโยชน์โดยไม่มีโฆษณา  สถานีเหล่านี้เป็นสถานีที่เสนอรายการสารคดี วิเคราะห์ข่าว ละคร เพลง เพื่อความรู้และความบันเทิงแก่ผู้ชมทางบ้าน  รวมถึงรายการเพื่อการเรียนการสอนในโรงเรียนด้วย

รูปที่ 2 รายการโทรทัศน์สำหรับการเรียนการสอนภายในโรงเรียน

3.  การส่งโทรทัศน์วงจรปิด (Closed  Circuit  Television : CCTV)  โทรทัศน์วงจรปิด  หมายถึง  ระบบการส่งโทรทัศน์ที่ผู้ส่งและผู้รับสามารถเชื่อมโยงติดต่อกันด้วยสายแทนการออกอากาศตามธรรมดาของสถานีโทรทัศน์   การส่งโทรทัศน์ในระบบนี้สามารถส่งได้  3  รูปแบบ คือ
             
                      3.1  การใช้กล้องโทรทัศน์กล้องเดียวถ่ายทอดการสอน  หรือเหตุการณ์ในห้องนั้นให้กับผู้เรียนที่อยู่ในห้องเดียวกันนั้นได้รับชมโดยมีเครื่องรับโทรทัศน์ 1 เครื่อง เช่น การทดลองทางวิทยาศาสตร์ หรือการแสดงการซ่อมเครื่องยนต์ ซึ่งอาจมีการถ่ายภาพในระยะใกล้ให้กลุ่มผู้เรียนได้เห็นรายละเอียดของการสาธิตนั้น
                 
                      3.2  การใช้กล้องโทรทัศน์กล้องเดียวถ่ายทอดการสอนหรือเหตุการณ์ในที่นั้นส่งไปยังเครื่องรับโทรทัศน์หลายเครื่องที่ติดตั้งอยู่ในห้องเดียวกันหรือห้องอื่น ๆ ในอาคารเดียวกัน การถ่ายทอดนี้ใช้เมื่อเวลามีการสอนแก่ผู้เรียนจำนวนมาก ๆ
             
                      3.3  การใช้กล้องโทรทัศน์หลายกล้องและเครื่องวีดิทัศน์ เพื่อแพร่ภาพแก่ผู้เรียนที่อยู่ในตึกต่าง ๆ ที่อยู่ภายในบริเวณโรงเรียนหรือสถาบันการศึกษาเดียวกัน วิธีการแบบนี้เครื่องรับโทรทัศน์วงจรปิดจะรับได้หลายช่องเพื่อเสนอวิชาต่าง ๆ หรือวิชาเดียวกันแต่ต่างระดับชั้น

       
                                                                                         

รูปที่ 3 ระบบการส่งโทรทัศน์วงจรปิดรูปแบบต่างๆ

4. การส่งรายการทางสายเคเบิลหรือเคเบิลทีวี  (Cable  Television)

         การส่งรายการทางสายเคเบิลหรือเคเบิลทีวี หรือโทรทัศน์ประเภทบอกรับสมาชิก (Pay TV) เป็นระบบการแพร่สัญญาณทางสายเคเบิลเพื่อการเรียนการสอนหรือเพื่อความบันเทิงที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน จะมีรูปแบบที่สถานีต้นทางเคเบิลติดตั้งเสาอากาศใหญ่เพื่อรับสัญญาณจากสถานีโทรทัศน์หรือจากสถานีส่งที่ส่งโดยสัญญาณผ่านดาวเทียมในอวกาศหรือสัญญาณไมโครเวฟทางภาคพื้นดิน เมื่อสถานีต้นทางเคเบิลรับสัญญาณมาแล้วจะทำการขยายสัญญาณเพื่อส่งไปตามสายเคเบิลใหญ่ซึ่งทำด้วยลวดทองแดงหรืออาจเป็นเส้นใยนำแสงก็ได้  โดยมีสายเคเบิลเล็กเชื่อมต่อส่งสัญญาณต่อไปตามสถานที่ต่าง ๆ เช่น โรงเรียน  มหาวิทยาลัย  บ้านเรือน  และสถาบันทางธุรกิจ  ตามปกติแล้วสายเคเบิลเล็กจะถูกฝังไว้ใต้ดินและฝังคู่กับสายโทรศัพท์ด้วย

   

รูปที่ 4 การส่งรายการทางสายเคเบิลหรือเคเบิลทีวี

 5. การส่งรายการด้วยคลื่นไมโครเวฟ
         การแพร่สัญญาณด้วยคลื่นไมโครเวฟ (Microwave Transmission) เป็นการแพร่สัญญาณระบบเดียวที่ใช้เฉพาะในประเทศสหรัฐอเมริกาเรียกว่า Instructional Television Fixed   Service  (ITFS)   โดยใช้คลื่นไมโครเวฟความถี่ 2500 – 2690  เมกะเฮิรตซ์ ไม่จำเป็นต้องต่อสายไปยังห้องเรียนต่าง ๆ เหมือนกับระบบการส่งโทรทัศน์ทางสายเคเบิล
การส่งโทรทัศน์ระบบนี้มีข้อจำกัดที่สำคัญอย่างหนึ่งคือ คลื่นความถี่ของสัญญาณไมโครเวฟเดินทางไปในแนวเส้นตรงโดยไม่สามารถไปตามความโค้งของโลกได้  และไม่สามารถทะลุผ่านสิ่งกีดขวาง  เช่น  ตึกหรือภูเขาได้เช่นกัน
         ดังนั้น  ในการส่งโทรทัศน์การสอนด้วยสัญญาณไมโครเวฟนี้จึงครอบคลุมไปได้เพียงพื้นที่ที่อยู่ในระยะสัญญาณของสถานีส่งเท่านั้น  โดยต้องมีเสารับสัญญาณเป็นทอด ๆ ในระยะห่างระหว่าง 5 – 30 ไมล์

   

รูปที่ 5 การส่งรายการด้วยคลื่นไมฟครเวฟ

6. การส่งรายการด้วยการส่งสัญญาณผ่านดาวเทียม
        การแพร่สัญญาณโทรทัศน์ด้วยการส่งสัญญาณผ่านดาวเทียม (Satellite Transmission)  โดยทั่วไปแล้วการส่งรายการโทรทัศน์ด้วยสัญญาณผ่านดาวเทียมจะเป็นการแพร่สัญญาณในวงกว้างเพื่อให้ผู้รับทั่วทุกหนแห่งในโลกสามารถรับชมรายการได้พร้อมกันในเวลาเดียวกัน
นอกจากการแพร่สัญญาณโทรทัศน์ในวงกว้างแล้ว ยังมีการแพร่สัญญาณในวงแคบ  เฉพาะจุดผู้ส่งและผู้รับ ตัวอย่างเช่น ได้มีการนำการส่งสัญญาณผ่านดาวเทียมมาใช้ในวงการศึกษา เพื่อถ่ายทอดความรู้ระหว่างผู้เรียนที่อยู่ต่างทวีปกัน  ปัจจุบันยังมีการนำระบบรับตรงจากดาวเทียมที่เรียกว่า “ระบบดีทีเอช”  (Direct  to  Home : DTH)  มาใช้เพื่อให้ผู้เรียนที่อยู่ตามบ้านสามารถรับสัญญาณจากดาวเทียมเข้าเครื่องรับโทรทัศน์ของตนได้โดยตรงโดยไม่ต้องผ่านสถานีรับ

                                                                                 รูปที่ 6 การส่งรายการด้วยการส่งสัญญาณผ่านดาวเทียม

7. หลักการแพร่ภาพเบื้องต้น
        การมองเห็นภาพเคลื่อนไหวเกิดจากการที่เห็นภาพนิ่งที่มีความแตกต่างกันเล็กน้อยซ้อนเรียงกันตั้งแต่ ๑๖ ภาพต่อวินาทีขึ้นไป ซึ่งจะทำให้สายตาของมนุษย์จับการเปลี่ยนแปลงของภาพไม่ทันทำให้มองเห็นเป็นภาพเคลื่อนไหวได้ จากหลักการดังกล่าวได้ถูกนำมาใช้ในการแพร่ภาพโทรทัศน์เนื่องจากการแพร่ภาพ คือ การส่งภาพและเสียงออกไปในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อให้เครื่องรับสามารถรับภาพเสมือนภาพเคลื่อนไหวและเสียงได้อย่างต่อเนื่อง หลักในการแพร่ภาพเบื้องต้นคือการส่งสัญญาณภาพในรูปสัญญาณเอ.เอ็ม. และส่งสัญญาณเสียงในรูปสัญญาณเอฟ.เอ็ม. โดยที่เครื่องส่งจะทำการเปลี่ยนภาพที่อยู่ในรูปพลังงานแสงให้เป็นพลังงานทางไฟฟ้า(สัญญาณภาพ) แล้วทำการขยายให้มีกำลังมากขึ้น จากนั้นจึงนำไปผสมสัญญาณกับสัญญาณวิทยุและสัญญาณซิงโครไนซ์ที่จะช่วยทำให้สัญญาณดังกล่าวสอดคล้องหรือร่วมจังหวะกันได้แล้วแพร่กระจายออกสู่อากาศ ในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ส่วนที่เครื่องรับจะทำการแยกสัญญาณภาพที่ผสมมากับสัญญาณวิทยุกับสัญญาณซิงโครไนซ์ให้กลายเป็นภาพปรากฏที่หน้าจอเครื่องรับโทรทัศน์ โดยการที่เครื่องรับ และเครื่องส่งจะทำงานตรงจังหวะกันได้นั้น เกิดจากสัญญาณซิงโครไนซ์ ที่ได้ทำการผสมสัญญาณ เข้ากับสัญญาณภาพ และสัญญาณวิทยุก่อนส่งเพราะสัญญาณ ซิงโครไนซ์เป็นสัญญาณที่ทำให้การสแกนเป็นไปอย่างถูกต้องทั้งในแนวตั้งและแนวนอน

                                                                                                         รูปที่ 7 การแพร่ภาพเบื้องต้น



           7.1 การสแกนภาพ
      ภาพโทรทัศน์ที่บันทึกไว้หรือแสดงออกทางหน้าจอจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนเล็กๆ เรียกว่า จุดภาพหรือพิกเซล ซึ่งพิกเซลเหล่านี้จะถูกเปลี่ยนจากข้อมูลแสง (ความสว่างของภาพ) ให้เป็นค่าทางไฟฟ้าที่เป็นสัญญาณภาพ และแทนสีแดง สีเขียว สีน้ำเงินในภาพโดยการใช้ลำแสงสแกนตามแนวนอนทีละเส้น จากด้านซ้ายไปด้านขวา และจากด้านบนลงด้านล่าง สัญญาณไฟฟ้าที่ได้จะส่งไปแสดงผลที่เครื่องรับทีละเส้นแบบเส้นต่อเส้น ซึ่งเครื่องรับจะใช้สัญญาณภาพเป็นสัญญาณควบคุมลำอิเล็กตรอนเพื่อเขียนภาพที่หน้าจอเครื่องรับโทรทัศน์ตามภาพที่ส่งมาดังการทำงานเบื้องต้น                                                                
       
            7.2 ระบบการส่งสัญญาณโทรทัศน์แอนะล็อก
       การส่งสัญญาณระบบโทรทัศน์สีได้พัฒนามาจากการส่งสัญญาณระบบโทรทัศน์แบบขาว-ดำโดยที่ได้มีการกำหนดว่าการส่งสัญญาณระบบสี ทุกระบบจะต้องให้เครื่องรับขาว-ดำสามารถรับสัญญาณได้ด้วยเพียงแต่จะเห็นเป็นภาพขาว-ดำเท่านั้น

                              7.2.1 ระบบเอ็นทีเอสซี (NTSC)
       ระบบนี้มีชื่อเรียกอีกชนิดหนึ่งว่าระบบเอฟซีซี(FCC) เป็นระบบของประเทศสหรัฐอเมริการะบบนี้เป็นแม่แบบของระบบอื่นๆ มีการส่งภาพ 525 เส้น 30 ภาพต่อวินาที หลักการของระบบนี้คือแทรกความถี่พาหะย่อยของสีลงในสัญญาณภาพโดยไม่รบกวนกัน แต่ข้อด้อยของระบบนี้คือจะมีความเพี้ยนของสีเกิดขึ้น
     
                              7.2.2 ระบบพัล (PAL)
       ระบบพัลได้ถูกพัฒนาขึ้นในประเทศเยอรมนีโดย วอลเตอร์ บรุค (Dr.Walter Bruch) ระบบพัลหรือเรียกว่าระบบซีซีไออาร์(CCIR) เป็นระบบที่ปรับปรุงมาจากระบบเอ็นทีเอสซีโดยปรับปรุงเรื่องความผิดพลาดของสีที่เกิดจากเฟสที่เปลี่ยนไปมา โดยมีวิธีการแก้ไขคือเพิ่มเฟสเข้าไป 180 องศาเป็นระบบที่มีการส่ง ๖๒๕ เส้น 25 ภาพต่อวินาที ซึ่งหลักการของระบบนี้จะเหมือนกันกับหลักการของระบบเอ็นทีเอสซี
     
                              7.2.3 ระบบซีแคม (SECAM)
       ระบบซีแคมได้ถูกคิดค้นโดยเฮนรี เดอร์ เฟรนซ์ (Henri de France) นักวิจัยชาวฝรั่งเศส ระบบนี้เป็นระบบที่มีการส่ง 625 เส้น 25 ภาพต่อวินาที หลักการของระบบนี้คือ แยกส่งสัญญาณกำหนดความแตกต่างของสีสลับกันที่ละเส้น ในเครื่องรับจะจับสัญญาณไว้ชุดหนึ่งเพื่อรวมกับสัญญาณในเส้นถัดไปทำให้ได้ภาพสีทีต้องการส่ง

          7.3 ระบบการส่งสัญญาณของโทรทัศน์ดิจิทัล
      เนื่องจากระบบคอมพิวเตอร์มีความก้าวหน้ามากขึ้นจึงได้มีการนำระบบคอมพิวเตอร์มาใช้พัฒนาระบบสัญญาณโทรทัศน์จากเดิมที่มีการรับ-ส่งสัญญาณโทรทัศน์ในระบบแอนะล็อกให้เป็นการรับ-ส่งสัญญาณโทรทัศน์ในระบบดิจิทัล ซึ่งจะทำให้ได้ภาพและเสียงที่ดีกว่าระบบแอนะล็อก เช่น ระบบโทรทัศน์ความคมชัดสูง (HDTV)

       ซึ่งระบบการส่งสัญญาณในแบบดิจิทัลสำรวจมีระบบหลัก ๆ ได้แก่ (พ.ศ.2550)

                 
                              7.3.1 Advance Television Systems Committee (ATSC) เป็นระบบที่ใช้ในประเทศสหรัฐอเมริกา
                 
                              7.3.2 Digital Video Broadcasting (DVB) เป็นระบบที่ใช้ในยุโรป
                 
                              7.3.3 Integrated Services Digital Broadcasting (ISDB) เป็นระบบที่ใช้ในประเทศญี่ปุ่น

       การทำงานของโทรทัศน์ดิจิทัลนี้สัญญาณดิจิทัลมีการส่งข้อมูลที่มากกว่าแบบแอนะล็อกจึงต้องมีการบีบอัดสัญญาณก่อนออกอากาศ โดยมาตรฐานการบีบอัดสัญญาณ คือ การบีบอัดแบบ MPEG-2 ซึ่งการทำงานของ MPEG-2 จะทำการบันทึกเฉพาะ ภาพที่เปลี่ยนไปจากเดิม เช่น ภาพจรวดกำลังเลื่อนที่ขึ้นไปในอวกาศ ก็จะบันทึกเฉพาะการเคลื่อนที่ของจรวดเท่านั้น ฉากหลังที่เป็นอวกาศเหมือนเดิมจะถูกบันทึกเพียงครั้งแรกครั้งเดียว การบีบอัดสัญญาณสามารถบีบอัดได้ในอัตราส่วน 55 ต่อ 1 โดยที่คุณภาพของสัญญาณดีกว่าและระยะทางการส่งไกลกว่าระบบแอนะล็อก เป็นต้น

       7.4 การส่งสัญญาณโทรทัศน์
       รูปแบบการแพร่กระจายคลื่นโทรทัศน์มีรายละเอียด ดังนี้

                            7.4.1 การส่งสัญญาณโทรทัศน์ภาคพื้นดิน
     การแพร่กระจายสัญญาณไปในอากาศเมื่อติดตั้งเสาอากาศแล้วต่อสายสัญญาณเข้าเครื่องรับก็สามารถรับสัญญาณโทรทัศน์จากสถานีส่งได้ การส่งสัญญาณด้วยคลื่นวิทยุส่งได้ในช่วงความถี่
30- 300MHzจะเป็นช่วงคลื่นความถี่สูงมาก (Very high Frequency: VHF) และช่วงความถี่ 300 - 3000 MHz จะเป็นช่วงของความถี่สูง (Ultra high Frequency: UHF)
     
                            7.4.2 การส่งสัญญาณโทรทัศน์ผ่านช่องนำสัญญาณ
       การส่งสัญญาณไปตามสายหรือช่องนำสัญญาณหรือสายเคเบิลไปยังเครื่องรับโทรทัศน์ ซึ่งเป็นการติดต่อโดยตรงระหว่างสถานีส่งกับผู้รับสัญญาณ ซึ่งต่างจากการแพร่กระจายคลื่นด้วยความถี่วิทยุที่ไม่จำกัดผู้รับ การส่งสัญญาณนี้จะผ่านสายนำสัญญาณพิเศษแบ่งออกเป็น การส่งสัญญาณผ่านสายหรือความถี่เฉพาะชุมชน การส่งสัญญาณผ่านดาวเทียมทั้งที่แพร่กระจายคลื่นทั่วไปและบอกรับสมาชิกและโทรทัศน์ผ่านอินเทอร์เน็ต (IPTV) เป็นต้น

        7.5 ระบบการส่งสัญญาณโทรทัศน์ในประเทศไทย
       ณ ปีพ.ศ.2550 ประเทศไทยใช้ระบบโทรทัศน์ PAL ซึ่งแบ่งแถบคลื่นความถี่ของการใช้งานโทรทัศน์ออกเป็นย่านความถี่ VHF และ ความถี่ UHF โดยที่ย่านความถี่ VHFได้ถูกใช้จนเต็มแล้ว ดังนั้นสถานีโทรทัศน์ที่จัดตั้งขึ้นมาใหม่จึงต้องส่งสัญญาณโทรทัศน์ในย่านความถี่ UHF